一种基于GIS的煤矿双重预防信息管控系统

摘要

本发明公开了一种基于GIS的煤矿双重预防信息管控系统，包括B/S架构模式，所述B/S架构模式，以PC端、手机端作为终端，应用GIS技术、多终端关联技术及隐患风险预警技术，主要包括风险管控模块、事故隐患排查模块、风险融合监视及统计分析。本发明通过设置B/S架构模式，以PC端、手机端等作为终端，通过融入灰色关联度‑熵权法和FP‑Growth算法分别对录入的风险和隐患数据进行分析从而达到对风险和隐患的预判、预知、预警，最终通过GIS地图将风险与隐患以可视化方式展示，辅助管理人员为决策提供依据，解决了现有的煤矿信息智能化管理系统，对现场风险管控可视化程度不足，风险监视与管控存在一定滞后性的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿安全管理技术领域，具体为一种基于GIS的煤矿双重预防信息管控系统。

背景技术

在互联网技术的驱动下煤矿信息化平台的发展愈发成熟，国内外涌现出大量专家学者对煤矿信息化管控平台做了深入研究，尤其针对煤矿双重预防机制的信息管控平台；如：基于Apriori算法的煤矿双重预防信息管理系统，深度挖掘系统所采集事故隐患数据存在的关联规律，从而达到对事故隐患预测预警的目的；基于安全生产标准化与双重预防“三位一体”的信息化管理系统，通过对安全生产标准化、隐患排查及风险分级管控的全生命周期的管理，有效提升煤矿信息管理水平。

虽然国内外专家理论研究大幅度提升了对煤矿信息智能化管理，仍存在一些缺陷，比如：上述研究虽已大幅提升了煤矿信息化的智能化管理，但仍存对现场风险管控可视化程度不足，风险监视与管控存在一定滞后性的问题，为解决上述问题，设计并开发基于地理信息系统的煤矿双重预防信息管控平台，在涵盖风险分级管控和事故隐患排查治理的基础上，采用GIS技术、多终端关联技术及风险预警技术制定一套可视化程度高、风险和隐患管控时效性强的信息管控平台，从而强化煤矿信息管理水平，为煤矿智能化信息管理建设奠定了一定基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于GIS的煤矿双重预防信息管控系统，具备采用B/S架构模式，以PC端、手机端等作为终端，通过融入灰色关联度-熵权法和FP-Growth算法分别对录入的风险和隐患数据进行分析从而达到对风险和隐患的预判、预知、预警，最终通过GIS地图将风险与隐患以可视化方式展示，辅助管理人员为决策提供依据的优点，解决了煤矿现场风险管控可视化程度不足，风险监视与管控存在一定滞后性的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于GIS的煤矿双重预防信息管控系统，包括B/S架构模式，所述B/S架构模式，以PC端、手机端作为终端，应用GIS技术、多终端关联技术及隐患风险预警技术，主要包括风险管控模块、事故隐患排查模块、风险融合监视及统计分析。

优选的，所述B/S模式以Visual Studio Professional 2017(15.7.6)、ViusalStudio Code(1.25.1)作为开发工具，选用SQL Server 2016SP1Express版本为数据库，PC端以ASP.NET WebAPI、ASP.NET WebForm、Angular8作为开发框架，移动端采用混合开发框架Ionic4，采用Javascript、TypeScript、HTML开发语言完成系统设计。

优选的，所述风险管控模块中包含风险源辨识、评估、确定等级、管控措施制定、业务审核以及风险四色图可视化，具体管控流程诠释：煤矿安全风险辨识可分为年度风险辨识、专项风险辨识两种，煤矿安全风险辨识活动可分为辨识活动组织、风险辨识评估、管控措施制定、辨识风险审核、编制煤矿安全风险清单及年度/专项风险辨识报告环节，煤矿开展年度/专项风险辨识时。

优选的，所述隐患管理模块，主要包含隐患排查登记、重大隐患辨识以及一般隐患与重大隐患排查业务流程。

优选的，所述应用GIS技术根据煤矿采掘工程平面图开发适用于煤矿的GIS地图，将风险与隐患业务以风险四色图的实行展现，为管理者提供辅助决策提供依。

优选的，所述统计分析是将风险隐患以图表的形式展示辅助管理者进行决策。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过设置B/S架构模式，以PC端、手机端等作为终端，通过融入灰色关联度-熵权法和FP-Growth算法分别对录入的风险和隐患数据进行分析从而达到对风险和隐患的预判、预知、预警，最终通过GIS地图将风险与隐患以可视化方式展示，辅助管理人员为决策提供依据，解决了现有的煤矿信息智能化管理系统，对现场风险管控可视化程度不足，风险监视与管控存在一定滞后性的问题，值得推广。

附图说明

图1为本发明风险管控模块流程图；

图2为本发明隐患管理模块流程图；

图3为本发明总体框架图；

图4为本发明GIS系统原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，一种基于GIS的煤矿双重预防信息管控系统，包括B/S架构模式，B/S架构模式，以PC端、手机端作为终端，应用GIS技术、多终端关联技术及隐患风险预警技术，主要包括风险管控模块、事故隐患排查模块、风险融合监视及统计分析；

B/S模式以Visual Studio Professional 2017(15.7.6)、Viusal Studio Code(1.25.1)作为开发工具，选用SQL Server 2016SP1 Express版本为数据库，PC端以ASP.NETWebAPI、ASP.NET WebForm、Angular8作为开发框架，移动端采用混合开发框架Ionic4，采用Javascript、TypeScript、HTML开发语言完成系统设计；

风险管控模块中包含风险源辨识、评估、确定等级、管控措施制定、业务审核以及风险四色图可视化，通过将风险管控流程植入系统中，风险管控流程如图1所示，具体管控流程诠释：煤矿安全风险辨识可分为年度风险辨识、专项风险辨识两种，煤矿安全风险辨识活动可分为辨识活动组织、风险辨识评估、管控措施制定、辨识风险审核、编制煤矿安全风险清单及年度/专项风险辨识报告环节，煤矿开展年度/专项风险辨识时；首先由煤矿安全监管部门组织各业务科室相关人员对矿井可能存在的风险进行辨识，识别出风险后，利用风险评估技术进行评估，并划分等级；其次，根据辨识的风险及其评估结果，制定相应的管控措施及管控责任，并指定相关专业人员进行管控，同时将上述风险信息、管控措施信息、管控责任信息汇总后形成风险清单，最后，针对各业务科室辨识整理形成的风险清单，由相关部分组织进行审核，通过后进行存档备案；

隐患管理模块，通过隐患演化过程对事故隐患进行管理事故隐患排查业务流程如图2所示，主要包含隐患排查登记、重大隐患辨识以及一般隐患与重大隐患排查业务流程，该模块隐患的由来主要分为两个部分，一部分是由风险管控模块在将风险管控失效后，风险便会自动归类至隐患排查模块并进行隐患排查业务流程；另一部分来源于值班人员在井下现场发现隐患进行上报登记，当隐患通过手持终端登记上传至PC端后，首先便会对事故隐患进行重大隐患辨识，若为重大隐患时即需上报至矿级领导，由矿级领导挂牌督办制定隐患整改相关措施，并在整改完成后进行验收最终进行归档；若为一般隐患则根据隐患专业下发至相关专业管理部门进行限时整改或现场整改，并最终由相关监管部门进行验收最终进行销号，由此便完成隐患排查的基本业务流程；

应用GIS技术根据煤矿采掘工程平面图开发适用于煤矿的GIS地图，将风险与隐患业务以风险四色图的实行展现，为管理者提供辅助决策提供依；在辨识风险过程中将风险地点按照设定的坐标加载到GIS地图上，并标注其边界和中心点，中心点上以浮点的方式显示地点名称，地点区域内的颜色为该地点下风险等级最高的风险点颜色(重大、较大、一般和较低风险分别对应红色、橙色、黄色和蓝色)形成风险四色图；

统计分析是将风险隐患以图表的形式展示辅助管理者进行决策，统计分析模块主要对风险以及隐患进行趋势分析并作预警，对风险与隐患数据进行基于时间序列的数理统计趋势分析，构建基于FP-Growth算法的隐患数据深度关联规则挖掘模型和基于灰色关联度-熵权法的风险评估模型，并将分析结果以趋势图等形式进行可视化的展示从而辅助相关部分管理人员进行决策分析；

实施例一：

一种基于GIS的煤矿双重预防信息管控系统，包括B/S模式，以Visual StudioProfessional 2017(15.7.6)、Viusal Studio Code(1.25.1)作为开发工具，选用SQLServer 2016SP1 Express版本为数据库，PC端以ASP.NET WebAPI、ASP.NET WebForm、Angular8作为开发框架，移动端采用混合开发框架Ionic4，采用Javascript、TypeScript、HTML等开发语言完成系统设计，系统总体架构如图3所示；

基于GIS的煤矿双重预防信息管控系统架构主要包含应用服务层、基础框架层、数据服务层、基础设施层等，应用服务层主要负责系统具体业务的逻辑处理，包括系统的风险分级管控、事故隐患排查、统计分析等主要功能模块以及系统的基础设置、人员权限、日志管理等基础应用；基础框架层主要包含支撑系统的各类引擎如界面引擎、搜索引擎、业务引擎等，使得系统具备高可用性、高扩展性、高可靠性、高安全性、高性能的特点；数据服务层负责数据的存储与访问，包括系统处理业务过程中积累的数据以及其它各类数据的集合；基础设施是保障系统运行的最基础的硬件设备包括服务器、存储设备、安全设备等。

GIS是一种获取、存储、编辑、处理、分析、显示和输出地理数据的系统，煤矿双重预防信息管控系统结合GIS技术对原始巷道图层、隐患风险数据进行预处理，建立数据管理体系，并分析、提取隐患风险数据的关键信息，同时利用GIS技术的对象显示功能实现煤矿风险动态预警四色图的高效展示，建立基于隐患风险的数据搜集-空间分析-辅助决策的动态综合管理信息流，从而能够实现对煤矿隐患风险的实时可视化展现，GIS技术主要组成结构如图4所示；

运用多终端关联技术，通过多终端关联技术开发设计的基于GIS的煤矿双重预防信息管控系统，是由手机移动端App、PC端及PDA等多种终端构成多终端关联互动体系，利用移动端App将井下排查到的隐患与辨识的风险点所在地点、专业、等级等信息以视频、图像、语音以及文字等不同描述形式上传至服务器，随后通过PC端对采集信息根据不同专业进行分类并将业务下发至各专业分管部门进行处理，各终端之间可以利用Miracast协议，通过局域网进行多种媒体形式的信息传输和展示；

隐患风险预警技术，基于GIS的煤矿双重预防信息管控系统结合FP-Growth算法对隐患进行基于文本的数据挖掘，针对不同专业、地点、时间等多维度下的隐患数据进行深度关联规则挖掘，并根据支持度与置信度量化所挖掘得到的关联规则判断其科学性与准确性，采用灰色关联度-熵权法评价对风险状况进行评价，灰色关联度评价法主要根据因素间发展趋势的相似或相异程度来衡量因素间关联程度的方法，而熵权法的融入避免了人为因素对各因素的权重的影响，因此结合二者可对风险进行精准的预测预警。

综上所述：该基于GIS的煤矿双重预防信息管控系统，通过设置B/S架构模式，以PC端、手机端等作为终端，通过融入灰色关联度-熵权法和FP-Growth算法分别对录入的风险和隐患数据进行分析从而达到对风险和隐患的预判、预知、预警，最终通过GIS地图将风险与隐患以可视化方式展示，辅助管理人员为决策提供依据，解决了现有的煤矿信息智能化管理系统，对现场风险管控可视化程度不足，风险监视与管控存在一定滞后性的问题。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。